【生物】生态系统的物质循环-2023-2024学年高二生物同步教学课件（人教版2019选择性必修2）

森林、草原、天地、山川，地平线之外一片苍茫。“小小寰球”在宇宙中旋转，承载着它的生命之网。第3章生态系统及其稳定性选择性必修二生物与环境生态系统的物质循环第3章第3节01020304新课导入新知探究课堂小结课堂练习CONTENTS目录胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而，受水资源短缺的影响，一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，却依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。讨论：1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？

荒漠中缺乏水分，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。问题探讨胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而，受水资源短缺的影响，一些远离水源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，却依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。问题探讨2.有研究表明，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠，这是为什么？荒漠中生产者的种类与数量很少，能制造的有机物总量就少；消费者与分解者也少，物质循环缓慢；土壤中可供分解者分解的动植物遗体等很少，且分解速度较慢，因此土壤中积累的营养物质很少；而且，胡杨还会从土壤中吸收营养物质，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。不难看出，这两种元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。你能想象这些二氧化碳分子的去向吗？这些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎样来到你体内的？进入身体之前又存在于什么物质中？食物人体的细胞呼吸CO2植物的光合作用问题探讨讨论：1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？在非生物环境中：主要以CO2的形式存在(还有碳酸盐)在生物群落中：以含碳有机物的形式存在一、碳循环【任务一】1.阅读课本61页思考与讨论“分析碳循环的过程”，结合62页图3-10完成两个讨论题。一、碳循环2.碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？（请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。）【任务一】1.阅读课本61页思考与讨论“分析碳循环的过程”，结合62页图3-10完成两个讨论题。一、碳循环【任务一】2.结合讨论题，阅读课本62第一段，明确碳循环的过程，碳的流动过程、进入生物群落的途径、在生物群落内传递的途径，碳返回非生物群落的途径以及碳循环的形式。1.过程3.进入生物群落的途径：4.碳在生物群落内传递的途径：食物链（网）生产者的光合作用、化能合成作用2.流动形式①生物群落与非生物环境之间：CO2②生物群落内部：含碳有机物一、碳循环【任务一】2.结合讨论题，阅读课本62第一段，明确碳循环的过程，碳的流动过程、进入生物群落的途径、在生物群落内传递的途径，碳返回非生物群落的途径以及碳循环的形式。二氧化碳6.碳循环的形式：非生物环境（CO2）生物群落（有机物）光合作用、化能合成作用呼吸作用、分解作用5.碳返回非生物环境的途径：②分解者的分解作用①生产者、消费者的呼吸作用③化石燃料的燃烧一、碳循环【任务一】2.结合讨论题，阅读课本62第一段，明确碳循环的过程，碳的流动过程、进入生物群落的途径、在生物群落内传递的途径，碳返回非生物群落的途径以及碳循环的形式。思考：如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环及生态环境有何影响？破坏碳循环的平衡大气中CO2含量增加温室效应能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中，CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。一、碳循环一、碳循环（1）原因化石燃料的大量燃烧（主要原因）森林、草原等植被的破坏（2）危害（3）缓解措施减少化石燃料的使用开发新能源保护植被，增大绿化面积极地和高山冰川加速融化海平面上升气温升高对人类和其他生物的生存构成威胁冰川融化化石燃料的燃烧【任务一】3.阅读63页与社会的联系，说出温室效应的原因、危害和缓解措施。

组成生物体的

等基本元素，在不断进行着从

到

，又从

的循环过程。非生物环境C、H、O、N、P、S2.范围：物质：

循环过程：特点：

生物圈，又叫生物地球化学循环C、H、O、N、P、S等非生物环境

生物群落循环往复运动，全球性生物群落生物群落到非生物环境3、应用实例：种养结合-如稻田中养鱼养鸭1、概念：一、碳循环【任务一】4.阅读课本63页第1-2段，明确生态系统的物质循环的概念、范围、物质、过程、特点和应用实例。二、生物富集【任务二】1.阅读课本63和64页生物富集部分，明确生物富集的概念，发生生物富集的物质及其特点，发生生物富集的途径。生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。2.物质人工合成的有机物：如DDT、六六六等。重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。3.发生生物富集的物质的特点①在环境和生物体中存在形式是比较______的；②必须是生物体能够______的且___________的；③在生物代谢过程中是________________的；稳定吸收不易被分解不易排出4.生物富集的主要途径——______________食物链、食物网二、生物富集【任务二】1.阅读课本63和64页生物富集部分，明确生物富集的概念，发生生物富集的物质及其特点，发生生物富集的途径。1.概念：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高煤燃烧、有色金属冶炼铅被排放进入大气沉降在土壤和植被表面进入土壤进入水体植物根吸收叶片摄入铅水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集最终积累在食物链的顶端二、生物富集【任务二】阅读课本63和64页生物富集部分，以铅的富集为例，利用文字和剪头表示出。1、生物富集的危害进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕，日本患者呼吁加强管控二、生物富集【任务二】3.阅读课本63和64页生物富集部分，明确生物富集的危害和特点。在生物体内形成积累性中毒。生物富集现象的特点①具有全球性导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高。(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象)鱼鹰（2.5×10-5）大鱼（2×10-6）小鱼（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）有害物质在生物体内的浓度如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍二、生物富集【任务二】3.阅读课本63和64页生物富集部分，明确生物富集的危害和特点。2、生物富集的特点能量流动物质循环范围形式特点过程联系三、能量流动和物质循环的关系【任务三】阅读课本65页第1-2段，比较能量流动和物质循环，完成下表和思考讨论题。能量流动物质循环范围形式特点过程联系生物群落（生态系统各营养级之间）生物圈主要以有机物中的化学能的形式碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式单向流动、逐级递减全球性、循环往复运动沿食物链、食物网单向流动在生物群落和非生物环境之间循环往返二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；③能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。三、能量流动和物质循环的关系因为农民要不断地从农田中收获农产品，会带走大量的氮元素，因此要通过往农田中不断地施加氮肥。思考讨论：三、能量流动和物质循环的关系【任务三】阅读课本65页第1-2段，比较能量流动和物质循环，完成下表和思考讨论题。1.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥？不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失。物质循环没有起点和终点。四、探究土壤微生物的分解作用【任务四】阅读课本65页和66页的探究实践“探究土壤微生物的分解作用，明确两个案例的实验原理和实验步骤，完成相应的填空。秋天刚收获的花生第二年春天从土中刨出的花生(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为______。(2)分解者的作用是将环境中的______分解为______，其分解速度与环境中的_____、水分等生态因子相关。分解者有机物无机物温度四、探究土壤微生物的分解作用实验原理提出问题实验假设实验设计自变量实验组对照组实验现象结论分析落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂土壤中是否含微生物对土壤高温处理（灭菌）对土壤不做任何处理（自然状态）相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂土壤微生物对落叶有分解作用四、探究土壤微生物的分解作用案例一【任务四】阅读课本65页和66页的探究实践“探究土壤微生物的分解作用，明确两个案例的实验原理和实验步骤，完成相应的填空。案例一土壤进行处理，排除土壤微生物的作用土壤不进行处理，自然状态落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？注意：实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时。实验结果：落叶未腐烂落叶腐烂四、探究土壤微生物的分解作用提出问题实验假设实验设计自变量实验组对照组实验现象加入碘液A1B1加入斐林试剂A2B2结论分析土壤微生物能分解淀粉吗？土壤微生物能分解淀粉土壤中是否含有分解淀粉的微生物A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水不变蓝变蓝产生砖红色沉淀不产生砖红色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉案例二四、探究土壤微生物的分解作用【任务四】阅读课本65页和66页的探究实践“探究土壤微生物的分解作用，明确两个案例的实验原理和实验步骤，完成相应的填空。纱布烧杯土壤水玻璃棒水取出碘液斐林试剂加热1.配制土壤浸出液一、实验原理淀粉碘液变蓝淀粉葡萄糖产生砖红色沉淀分解斐林试剂加热二、实验步骤案例二四、探究土壤微生物的分解作用2.另取两只烧杯，编号A、B淀粉糊加入土壤浸出液加入碘液AB加入蒸馏水A1A2B1B2加入碘液加入斐林试剂加入斐林试剂实验结果不变蓝出现砖红色沉淀变蓝不出现砖红色沉淀室温（20℃）环境放置7d后案例二四、探究土壤微生物的分解作用一、物质循环的概念二、物质循环的特点在生态系统中，组成生物体的化学元素进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。全球性，反复出现，循环运动三、碳循环碳在无机环境中的存在形式：二氧化碳和碳酸盐碳循环的形式：二氧化碳无机环境光合作用，化能合成作用生物群落呼吸作用，微生物分解作用四、能量流动和物质循环的关系能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体课堂小结课堂练习1.(2023·江苏卷)下列关于生态系统物质循环的叙述，正确的是（）A.镉等重金属在低营养级中的含量比在高营养级中的要高B.生态系统的磷循环只能在水生生物群落内完成C.碳在生物群落中的循环主要以含碳有机物的形式进行的D.消费者对生态系统的物质循环过程具有抑制作用高营养级比低营养级高具有全球性，只在水生生物群落中无法完成具有促进作用C2.(2023·天津卷)“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形